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OUTIL DE GESTION DE L’EAU DE PLUIE A L’ECHELLE DU QUARTIER
- RECOMMANDATION PRATIQUE GEQ03 -
GEQ03 – MODÉLISER UN PROJET LOCAL
1. MODÉLISATION D’UN PROJET D’AMÉNAGEMENT
1.1.
SOUS-BASSIN VERSANT LOCAL ET PROJET LOCAL
La définition d’une gestion durable des eaux pluviales, donnée dans l’info-fiche GEQ02,
rappelle que l’eau pluviale doit être gérée au plus près de là où elle tombe.
De cette manière, les volumes de ruissellement sont réduits, les débits de ruissellement sont
ralentis et la pollution des eaux pluviales est limitée.
Cette démarche demande donc de considérer une approche locale de la gestion des eaux
pluviales qui s’oppose aux démarches classiques centrées sur la gestion globale dans un
réseau d’assainissement aboutissant au dimensionnement d’un bassin d’orage unique.
La démarche proposée pour une gestion durable met donc en œuvre une gestion distribuée et
locale plutôt que centralisée et globale.
Pour mettre en œuvre cette gestion locale et durable au sein d’un quartier, il faut repérer les
sous-bassins versant au sein du quartier.
Un sous-bassin versant est un périmètre local autour d’un espace public ou collectif qui
contribue au ruissellement et à l’alimentation en eau pluviale de l’espace public ou collectif
considéré.
L’outil de gestion des eaux pluviales travaille donc à l’échelle du sous-bassin versant. Il
nécessite la modélisation d’un projet local au sein de ce sous-bassin versant. Ce projet local
peut être un nouvel aménagement ou une rénovation. Il peut s’agir d’une rue, d’un parking,
d’une place…de tout espace public ou collectif.
La taille du sous-bassin versant n’est pas décisive pour l’utilisation de l’outil.
Cet outil permet également d’évaluer le bilan hydrologique d’un projet d’aménagement
présentant de vastes toitures et ou des espaces collectifs.
Pour évaluer un projet de quartier dans son ensemble, il faut donc utiliser l’outil pour tous les
sous-bassins versant du quartier.
1.2.
CONNEXIONS DU PROJET LOCAL AVEC LE QUARTIER
Un projet local est donc un espace public ou collectif d’un quartier pour lequel il est envisagé un
projet de gestion durable des eaux pluviales.
Ce projet local s’insère dans un maillage d’espaces publics ou collectifs qui constituent le
quartier. Ce projet local est donc presque toujours connecté à d’autre(s) espace(s) public(s) ou
collectif(s).
Le ou les espaces publics ou collectifs situés en amont (ECA) du projet local envisagé peuvent
déverser sur le projet local tout ou une partie des eaux pluviales qu’ils auront générées durant
l’averse.
Idéalement tous les espaces publics et collectifs d’un quartier devraient faire l’objet d’une
évaluation de leur bilan hydrologique par l’outil.
PAGE 1 SUR 16 – INFOFICHE_GEQ – 21/10/2014
Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
De même, les espaces publics d’un quartier sont souvent bordés de parcelles formant un front
de rue plus ou moins continu. L’eau pluviale tombée sur les toitures de ces parcelles limitrophes
peut se déverser en partie ou en totalité sur le projet local.
Les parcelles bordant un projet local sont modélisées dans l’outil comme formant un front de
rue continu dont seul le versant avant des toitures (VAT) est pris en compte dans les calculs.
L’outil permet toutefois d’introduire un pourcentage bâti de ce versant avant de toitures.
Par exemple, si une rue est bordée de part et d’autre de maisons, dans l’outil, il faut alors
introduire deux versants avant de toiture correspondant d’une part à la série des maisons
alignées et situées d’un côté de la rue et d’autre part à la série des maisons situées de l’autre
côté de la rue.
Les toitures situées du côté avant génèrent des eaux de ruissellement qui habituellement sont
envoyées directement dans les canalisations et les égouts. Une gestion durable des eaux
pluviales demande que cette eau de ruissellement soit gérée d’abord au sein de la parcelle
avant de s’écouler vers l’espace public.
A cette fin, il existe différentes manières de « casser » le parcours de l’eau à la canalisation en
déconnectant les descentes de gouttière et en assignant l’eau à différents usages. L’ouvrage de
Dunnett et Clayden repris en bibliographie donne de nombreuses illustrations des
déconnexions de gouttière.
Un projet local est donc connecté au quartier par l’identification d’espaces publics ou collectifs
situés en amont et par des versants avant de toiture des fronts de rue connectés au projet. Ces
deux éléments de connexion au quartier déversent sur le projet local tout ou une partie des
eaux pluviales récoltées.
Dans le cas d’une étude globale de l’efficacité hydrologique d’un quartier, tous les espaces
publics et collectifs du quartier doivent être évalués par l’outil. Chaque espace public ou collectif
du quartier doit être évalué par l’outil comme un projet local.
Pour étudier un quartier dans son ensemble, il faut donc utiliser l’outil autant de fois qu’il existe
de sous-bassin versant local dans le quartier.
Au sein de l’outil, les informations propres aux deux éléments de connexion (espace collectif
amont et versants avant des toitures limitrophes) sont introduites dans les feuilles « 2.
Introduction » et « 4. Quartier ».
Dans la feuille « 2. Introduction », l’outil demande si le projet local envisagé reçoit une partie
des eaux pluviales générées par un ou plusieurs espaces collectifs amont et par un ou
plusieurs versants avant de toitures.
Pour les différents espaces collectifs amont connectés au projet local, il est demandé s’ils ont
déjà fait l’objet d’une évaluation préalable de leur efficacité hydrologique par l’outil.
De même, pour les différents versants avant de toiture introduits, l’outil demande si les
chroniques d’écoulement sont connues.
Dans la feuille « 4. Quartier », l’outil présente les chroniques d’écoulement des eaux pluviales
provenant des ECA et des VAT.
Une chronique est une distribution temporelle, par pas de temps de 5 minutes, des volumes
ruisselés durant l’averse.
Si les ECA ont déjà fait l’objet d’une évaluation par l’outil, l’utilisateur peut alors, dans cette
feuille, coller les chroniques finales obtenues comme synthèse de l’utilisation de l’outil pour ces
espaces collectifs amont.
A défaut, pour ces espaces collectifs amont, l’outil estime alors les chroniques d’écoulement,
moyennant l’introduction de la superficie et du revêtement de surface majoritaire de ces
espaces collectifs.
Pour les versants avant de toitures, l’outil estime la chronique d’écoulement sur base de
l’introduction du pourcentage bâti du versant et du revêtement de toiture majoritaire du VAT.
Pour une évaluation plus précise des quantités d’eau ruisselées hors de ces parcelles dont
vous souhaitez connaitre l'écoulement de toiture, l’ « Outil de Gestion de l’Eau à l’échelle de la
parcelle »
est
accessible
depuis
le
site
de
Bruxelles
Environnement
(www.bruxellesenvironnement.be)
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
1.3.
DÉFINITION DES SURFACES TRIBUTAIRES ET COLLECTRICES
Puisque la démarche de gestion durable des eaux pluviales demande une gestion locale, l’outil
fonctionne sur base de données précises des différentes surfaces constituant le projet.
Une surface est une zone du projet bien délimitée et identifiée par ses dimensions physiques et
par ses caractéristiques de revêtement de surface (type de revêtement et pourcentage
ombragée).
Deux grandes catégories de surfaces doivent être identifiées par l’aménageur de projet :
Les surfaces tributaires : les surfaces tributaires sont des zones, des surfaces, du projet qui
génèrent un volume de ruissellement. Si leur revêtement est poreux et que l’infiltration est
possible, elles peuvent laisser infiltrer une quantité d’eau durant l’averse.
Les surfaces tributaires sont de 4 types : les espaces collectifs ou publics (exemple : voirie,
place…), les espaces de zone de recul (exemple : parking, allée de stationnement,…), les
toitures en pente et les toitures plates. À l’exception des surfaces tributaires de type toitures
plates, les surfaces tributaires ne stockent pas de volume au cours de l’averse.
L’outil permet donc d’évaluer également des projets intégrant des toitures de grandes
dimensions.
Les surfaces collectrices : les surfaces collectrices sont des zones, des surfaces, du projet
où l’eau pluviale pourra être collectée et gérée. Les surfaces collectrices sont donc le lieu
d’implantation des techniques alternatives. Elles récoltent les écoulements des surfaces
tributaires qui sont gérées au sein même de la surface collectrice. Ces surfaces peuvent
ensuite déborder éventuellement vers un exutoire (espace public aval, réseau unitaire,
réseau hydrographique, plan d’eau) ou une autre surface collectrice.
L’exemple qui soutient cette info-fiche est un projet de rénovation d’une voirie. Le projet
consiste à redessiner un profil pour la voirie tenue entre deux alignements de façade. De
gauche, à droite, on trouve, avant la rénovation, des habitations avec jardin à rue, un trottoir
arboré, une voie de circulation, une aire de stationnement, un trottoir arboré et de nouveau des
habitations avec jardin à rue.
Le projet de rénovation de la rue prévoit d’introduire une noue tout le long de la rue entre le
trottoir de gauche et la voie de circulation. L’aménageur du projet a également le souhait de
remplacer le revêtement actuel en asphalte de l’aire de stationnement au profit d’un revêtement
poreux. Finalement, la troisième intervention projetée consiste à implanter des arbres de pluie
le long du trottoir de droite.
Dans cet exemple, le projet local est donc divisé en 3 surfaces tributaires et 3 surfaces
collectrices :
Surfaces tributaires
Symbole
Nom
T1
T2
Trottoir de gauche
Voirie central
T3
Trottoir de droite
Surfaces collectrices
Symbole
Nom
Technique alternative
C1
C2
Noue gauche
Aire de stationnement
Noue / Fossé
Revêtement poreux
C3
Trottoir de droite
Arbres de pluie
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
Figure 1 : exemple de modélisation d'un projet local
1.4.
CRÉATION DU OU DES RÉSEAU(X) HYDRAULIQUE(S)
Un réseau hydraulique est constitué de plusieurs surfaces tributaires et collectrices mises en
réseau et aboutissant à un exutoire unique. Un réseau hydraulique caractérise donc le chemin
d’écoulement de l’eau pluviale depuis sa source, une surface tributaire ou collectrice, jusqu’à
son exutoire.
Au sein d’un projet local, plusieurs réseaux hydrauliques peuvent exister. Il est en effet possible
que la topographie du projet et la disposition des surfaces créent différents cheminements
possibles pour l’écoulement des eaux pluviales.
L’outil permet de modéliser un projet avec 4 réseaux, chaque réseau étant identifié par son
exutoire.
L’outil fournit les potentialités hydrologiques et la chronique d’écoulement par réseau.
Le travail principal de l’aménageur est de modéliser correctement son ou ses réseaux
hydrauliques préalablement à l’utilisation de l’outil.
Pour cela, il faut :
identifier l’exutoire de chaque réseau. Celui-ci peut être le réseau unitaire, le réseau
hydrographique, un plan d’eau, ou un autre espace public situé en aval du projet. Il ne peut
y avoir qu’un seul exutoire par réseau.
établir les cheminements entre les surfaces. Un cheminement comporte plusieurs surfaces,
lieu de passage de l’eau vers l’exutoire. Un réseau peut être constitué de plusieurs
cheminements.
définir les nœuds des cheminements. Un nœud est un élément du réseau qui génère ou
récolte des eaux pluviales. Il s’agit donc des surfaces tributaires, des surfaces collectrices,
des exutoires et des connexions (espace public amont et versant avant de toitures) du
projet.
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
L’outil permet de modéliser des projets contenant au maximum 8 espaces collectifs amont, 8
1
versants avant de toitures, 9 surfaces tributaires et 9 surfaces collectrices .
L’exemple que nous suivons dans cet info-fiche présente un schéma d’un double réseau.
Le premier réseau est constitué de 2 cheminements. Chacun de ces cheminements comporte 4
nœuds. Les 2 cheminements partagent 2 nœuds : l’exutoire (Ex1) et la noue (C1).
Le premier cheminement est le suivant : le versant avant de toitures de gauche (VAT1) rejette
une quantité d’eau sur le trottoir de gauche (T1). Les eaux du trottoir de gauche se déversent
ensuite dans la noue (C1). L’eau que la noue n’aura pas su gérer (infiltrer, évaporer et stocker)
ruissellera alors vers l’exutoire (Ex1).
Le deuxième cheminement est le suivant : l’espace collectif amont (ECA) ruisselle sur la voirie
(T2) qui se déverse dans la noue (C1). L’excédent d’eau de la noue s’écoule vers l’exutoire
(Ex1)
Le second réseau n’est constitué que d’un seul cheminement comportant 5 nœuds. Le versant
avant de toitures de droite (VAT2) déverse une quantité d’eau sur le trottoir de droite (T3). Les
eaux de ruissellement du trottoir de droite sont récoltées au pied des arbres de pluie (C3). Le
trop plein d’eau provenant du trottoir de droite et des arbres de pluie est récolté sur l’aire de
stationnement rénovée (C2). Finalement, le ruissellement excédentaire s’écoule vers l’exutoire
(Ex2).
Figure 2 : représentation synthétique d'un double schéma hydraulique
L’outil prévoit la possibilité de 3 types de connexions entre les nœuds d’un réseau :
1.Connexion avec le quartier : les eaux pluviales provenant de l'espace public amont et des
versants avant de toitures se déversent sur certaines surfaces tributaires ou collectrices du
projet.
2.Écoulement entre surfaces tributaires et collectrices : les eaux pluviales des surfaces
tributaires s'écoulent vers les surfaces collectrices ou vers d'autres surfaces tributaires
3.Écoulement vers l’exutoire : la quantité d'eau pluviale n'ayant pas été gérée par une
technique alternative s'écoule vers un exutoire ou une autre surface collectrice.
L'eau récoltée sur une surface peut s'écouler vers une autre surface uniquement si les pentes
des surfaces ne sont pas opposées. C’est à l’aménageur de vérifier cette condition.
Le bilan hydrologique d’un réseau s’établit en calculant les pertes au ruissellement pour chaque
nœud du réseau. Ces pertes sont les quantités d’eau infiltrées, évaporées, retenues
superficiellement et stockées durant l’averse.
Les eaux stockées durant l’averse seront ensuite évacuées par infiltration, par évaporation et
par débit régulé vers l’exutoire.
L’efficacité hydrologique d’un projet se détermine alors en calculant la part d’eau précipitée qui
est ruisselée à l’exutoire du réseau.
Les chroniques d’écoulement, données en annexe de la synthèse, sont donc fournies pour
chaque réseau du projet identifié par un exutoire différent.
Finalement, l’efficacité hydrologique d’un projet considère l’efficacité de tous les réseaux du
projet.
1
Pour des projets nécessitant un plus grand nombre de nœuds que ceux disponibles par défaut
dans l’outil, l’aménageur est alors invité à découper son projet en plusieurs sous projets.
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
2. RÉSUMÉ ET SÉLECTION DES TECHNIQUES ALTERNATIVES
À L’ÉCHELLE DE L’ESPACE PUBLIC OU COLLECTIF
Pour contrer les effets négatifs de l’urbanisation et de l’imperméabilisation galopante des sols
qui modifient le cycle de l’eau, deux types de mesures peuvent être mises en œuvre :
Les techniques préventives : la réduction des surfaces imperméables, le ralentissement des
eaux pluviales, l’augmentation du temps de concentration et la prise en charge des
polluants et dépôts sur les surfaces sont autant de techniques à mettre en œuvre dès le
début du projet d’aménagement.
Les techniques compensatoires ou alternatives : ces techniques reposent sur deux
principes : l’infiltration dans le sol pour réduire les volumes ruisselés vers l’aval et le
stockage pour réduire les débits d’écoulement.
Elles présentent de nombreux avantages en termes de développement durable : lutte
contre les inondations, coût réduit dans le temps par rapport aux solutions classiques,
réduction de la pollution, réapprovisionnement des nappes, participation à la qualité
paysagère et à la convivialité de la ville tout en révélant aux citoyens la présence de l’eau et
de la végétation.
Les principaux mécanismes à l’œuvre dans les techniques alternatives sont la décantation,
la filtration par les végétaux, l’infiltration et la rétention.
Une série d’info-fiches explicatives et descriptives des différentes techniques alternatives sont
disponibles sur le site de Bruxelles Environnement (www.bruxellesenvironnement.be). Ces infofiches sont les documents annexés à l'outil "Parcelle".
Pour une gestion optimale quantitative et qualitative des eaux pluviales, la mise en réseau de
plusieurs techniques compensatoires est requise. Il est dès lors intéressant de classer ces
techniques alternatives selon leur position dans le réseau ; certaines techniques sont plus
efficaces en début qu’en fin de réseau.
On peut identifier 4 catégories de techniques alternatives :
les techniques de prétraitement, comme la bande filtrante, le jardin de pluie, l’arbre de pluie,
ralentissent et filtrent les eaux pluviales avant qu’elles ne ruissellent vers un autre ouvrage.
Les techniques de prétraitement sont couramment négligées mais elles permettent souvent
de réduire les activités de maintenance et d’entretien des techniques alternatives.
les techniques offrant un contrôle à la source ; ces techniques ont pour but de gérer
principalement les débits de pointe en stockant et filtrant les eaux. On retrouve le puits,
l’arbre de pluie, la bande filtrante, le jardin de pluie, le revêtement poreux.
les techniques de contrôle en transport ont pour objectif principal de stocker et ralentir les
écoulements. Les mécanismes mis en œuvre sont complets : la décantation, la filtration, la
rétention et l’infiltration. On retrouve principalement les noues et les fossés
les techniques de contrôle en fin de réseau sont des ouvrages de stockage qui réduisent la
pollution et réalimentent la nappe. On retrouve les bassins d’infiltration, sec et en eau, les
puits et tranchées d’infiltration
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
2.1.
PRESENTATION SUCCINCTE DES TECHNIQUES ALTERNATIVES
Arbres de
pluie
Les arbres de pluie sont des ouvrages de
stockage (dans le sol) des eaux de
ruissellement.
L’eau est dirigée vers le pied des arbres
où elle peut s’infiltrer et être stockée.
Le volume de stockage dépend de la
taille de la fosse de plantation et du type
de sol.
L’eau
stockée
sert
ensuite
à
l’alimentation
de
l’arbre
qui
l’évapotranspire et à la réalimentation
éventuelle de la nappe.
(info-fiche OGE_18)
Bande
filtrante
Une bande de végétation filtrante est une
zone plantée en pente douce qui sert à
filtrer, ralentir et infiltrer en partie un
écoulement.
Cet ouvrage est souvent utilisé pour
récolter les eaux provenant des routes et
autoroutes. La bande filtrante est
rarement utilisée seule, elle sert souvent
de techniques de prétraitement avant un
autre ouvrage.
(info-fiche OGE_19)
Bassin
d’infiltration
Un bassin d’infiltration est un ouvrage de
stockage. Un bassin d’infiltration stocke
l’eau de ruissellement durant l’averse et
l’évacue ensuite par évaporation et
infiltration.
Le sol du bassin doit donc être
hautement perméable.
Lorsque le bassin est sec, c’est-à-dire
lorsqu’il est vide, il peut être utilisé pour
de multiples fonctions (terrain de sport,
aire de repos,…)
(info-fiche : OGE_02)
(source : Architecture & Climat)
(source : Architecture & Climat)
Bassin en
eau
Un bassin en eau est un ouvrage de
stockage comme le bassin d’infiltration,
mis à part le fait qu’il n’est jamais vide.
Le bassin en eau conserve toujours une
quantité d’eau. Il s’agit en réalité d’un lac
ou étang de rétention.
L’eau de ruissellement stockée durant
l’averse, sur une certaine hauteur
appelée
marnage,
s’évacue
par
infiltration par les berges et par
évaporation.
(source : Architecture & Climat)
(source : Architecture & Climat)
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
(info-fiche : OGE_03)
Bassin sec
Un bassin sec est un bassin d’infiltration
étanche. C’est-à-dire que l’eau stockée
durant l’averse ne peut pas s’évacuer par
infiltration. L’eau s’évacue à débit régulé
et par évaporation. Il s’agit donc d’une
sorte de bassin d’orage à ciel ouvert qui
peut servir pour d’autres fonctions
lorsqu’il est vide.
Il peut s’implanter sur les flancs de vallée
comme dans les fonds de vallée.
(info-fiche : OGE_02)
Jardin de
pluie
Un jardin de pluie est un bassin
d’infiltration ou un bassin sec de faible
profondeur et végétalisé.
De par leur faible profondeur, cet ouvrage
sert autant de stockage que de technique
de prétraitement. Il s’agit donc d’un
ouvrage hybride entre une bande filtrante
et un bassin.
Il existe deux sortes de jardin de pluie :
les jardins d’infiltration (infiltration et
filtration végétale de l’eau stockée) et les
jardins de filtration (uniquement filtration
de l’eau stockée).
(info-fiche OGE_19)
(source : Architecture & Climat)
Noue/Fossé
La noue est un ouvrage de stockage
souvent de forme trapézoïdale et linéaire.
L’ouvrage moyennement profond peu
stocker l’eau de ruissellement durant
l’averse. L’eau est ensuite évacuée par
infiltration, par évaporation et par débit
régulé.
Trois types de noue existent : la noue
avec ou sans retenue et la noue de
drainage.
La
noue
avec
retenue
est
compartimentée, l’eau s’écoule d’un
compartiment à un autre en débordant
au-dessus d’un muret. La noue sans
retenue est continue. La noue de
drainage sert à stockée l’eau durant
l’averse mais ne l’évacue pas par
infiltration.
(info-fiches : OGE_01 et OGE_04)
(source : Architecture & Climat)
(source : Architecture & Climat)
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
Puits
d’infiltration
Le puits est un ouvrage de stockage dans
le sol.
L’eau stockée pendant l’averse est
ensuite évacuée par infiltration profonde
dans le sol par le fond et/ou les parois du
puits.
Deux types de puits existent : le puits à
cavité remplie et le puits à cavité vide.
Le puits à cavité remplie est rempli d’un
sol. La capacité de stockage du puits
dépend de la porosité du sol de
remplissage.
Le puits à cavité vide est un ouvrage en
béton enfui dans le sol. La capacité de
stockage dépend des dimensions du
puits.
(info-fiche : OGE_06)
Revêtements
poreux
Les revêtements poreux sont une
technique de ralentissement, de filtrage
et d’infiltration des eaux pluviales.
Ces revêtements de sol présentent des
caractéristiques de porosité laissant
percoler l’eau.
L’eau s’infiltre par les joints poreux du
revêtement.
(info-fiche : OGE_05)
Tranchée
d’infiltration
Les tranchées d’infiltration sont des
excavations peu profondes remplies de
pierres enrobées dans un géotextile ou
remplies de sol perméable pour créer des
réservoirs souterrains.
La capacité de stockage dépend des
dimensions de la tranchée et de la
porosité du sol mis en place.
Les eaux sont évacuées par infiltration
par le fond et les côtés de la tranchée.
(info-fiche : OGE_05)
(source : Architecture & Climat)
(source : Architecture & Climat)
(source : Architecture & Climat)
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
Chaussée à
structure
2
réservoir
Les chaussées à structure réservoir sont
des ouvrages souterrains (sous les
voiries) destiné à recueillir, stocker et
évacuer les eaux pluviales.
Elles sont constituées d’une ou plusieurs
couches
poreuses
en
matériaux
granulaires ou alvéolaires et comportent
des
ouvrages
de
diffusion
et
d’évacuation.
Souvent
les
chaussées
réservoir
présentent des structures réservoir
ultralégères permettant de stocker une
grande quantité d’eau.
(source : Architecture & Climat)
2.2.
PROCESSUS DE SELECTION DES TECHNIQUES ALTERNATIVES
Comme nous le verrons ci-après, la sélection d’une technique alternative est complexe et
demande de considérer un nombre important de paramètres liés au site, au projet et aux
techniques elles-mêmes.
Le processus en 5 étapes proposé ci-dessous à l’avantage de mêler des contraintes du site et
des caractéristiques des techniques alternatives.
1.Évaluation du site et caractérisation des ressources
Cette première étape consiste à identifier et caractériser les ressources à préserver et à
établir les techniques d’aménagement du site pour minimiser le ruissellement.
2.Identification des critères pour le milieu récepteur
Des critères spécifiques propres au milieu récepteur peuvent influencer le choix des
techniques alternatives.
3.Identification des contraintes de terrain
Les caractéristiques du terrain (topographie, sol, nappe, drainage) peuvent influencer la
fabrication du réseau.
4.Prise en compte des performances attendues
Cette étape confronte les objectifs hydrauliques du projet avec les caractéristiques propres
à chacune des techniques.
5.Autres critères
Pour la sélection finale des techniques alternatives, il faut également être attentif à d’autres
critères, tels que la facilité d’entretien, les coûts de construction, l’acceptabilité…
Dans la démarche de sélection d’une ou plusieurs techniques alternatives, nous proposons de
tenir compte des caractéristiques suivantes :
Quel est l’emplacement de chaque technique dans le réseau de gestion que vous mettez
en place ?
Quel(s) principe(s) hydrologiques souhaitez-vous mettre en œuvre dans votre projet ?
Quelle(s) technique(s) rencontre un maximum de contraintes du site d’aménagement ?
Quel(s) enjeu(x) environnementa(ux)l souhaitez-vous considérer dans votre projet ?
2
Bien qu’utilisées en France notamment, cette technique alternative ne sera pas présente dans
l’outil. En effet, les techniques proposées dans l’outil participent à une démarche paysagère
montrant l’eau dans la ville comme une ressource et non comme un déchet que l’on voudrait
cacher. Les structures ultralégères et les chaussées réservoirs ne participent pas à cette
démarche. Stocker l’eau dans des structures en plastique, cachées sous des voiries, ne
soutient pas la gestion durable des eaux pluviales prônée par l’outil.
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Evaluation des techniques alternatives pour une gestion des eaux pluviales sur l’espace collectif.
FICHE INFORMATIVE – « PROJET LOCAL »
Une première façon de sélectionner une technique alternative est de considérer son
emplacement (prétraitement, contrôle à la source, contrôle en transport ou contrôle en fin de
réseau) dans le réseau de gestion que l’on souhaite mettre en œuvre.
Le tableau ci-dessous résume synthétiquement l’emplacement possible des différentes
techniques alternatives dans le réseau de gestion :
Contrôle à la
Contrôle en
Contrôle en
Prétraitement
source
transport
fin de réseau
Bassin sec
Bassin en eau
Bassin d'infiltration
Bande filtrante
+/+/+/+
Tranchée d'infiltration
Puits d'infiltration
Jardin de pluie
Noue / Fossé
+/+/-
Revêtement poreux
Arbres de pluie
+/-
Chaussée réservoir
+/+/+/+/+/+
+
+/+
+
+
+
+
+
+/+
+
+
+
+/+/-
+ : convient parfaitement à cet emplacement dans le réseau de gestion
+/- : peut convenir à cet emplacement dans le réseau de gestion
(case vide) : ne convient pas à cet emplacement dans le réseau de gestion
Tableau 1 : sélection d'une technique alternative selon son emplacement dans le réseau
de gestion
Une seconde manière de sélectionner une technique alternative se base sur le principe
hydrologique dominant que l’on souhaite appliquer à notre projet. Certaines techniques
favorisent l’infiltration, d’autres le stockage, d’autres le ralentissement de l’écoulement et
d’autres l’évaporation.
Le tableau ci-dessous synthétise les principes hydrologiques mis en œuvre pour chacune des
techniques.
Ecoulement
Infiltration
Bassin sec
Bassin en eau
Bassin d'infiltration
Bande filtrante
Tranchée d'infiltration
+
+/-
Puits d'infiltration
Jardin de pluie
Noue / Fossé
Revêtement poreux
Arbres de pluie
Chaussée réservoir
+
+
+/+
+/+
+
+/+
+/+/+/-
Stockage
Evaporation
+
+
+
+/+/-
+/+/+
+/+
+ : ce principe hydrologique est le principal pour cette technique
+/- : ce principe hydrologique est secondaire pour cette technique
(case vide) : ce principe hydrologique n’est pas pertinent pour cette technique
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+/+/+
Tableau 2 : sélection d'une technique alternative selon le principe hydrologique
Une autre manière de sélectionner une technique alternative est de la confronter aux
contraintes du site d’aménagement.
De manière succincte, les contraintes du site impactant la gestion de l’eau pluviale sont au
nombre de 10 :
Nature du sol propice à la présence d’eau
Certains sols ont des comportements mécaniques contraignant l’infiltration possible de l’eau.
Certains sols sont sujets à des phénomènes géotechniques particuliers limitant la possibilité
d’infiltration.
Le phénomène de dissolution des sols est fréquent dans les sols gypseux et interdit donc toute
infiltration qui mettrait en péril les ouvrages.
Le phénomène de retrait-gonflement peut entrainer des désordres aux structures
environnantes.
Il faut également analyser la nature des sols vis-à-vis de leur réaction par rapport à la présence
de polluant.
Eaux souterraines vulnérables
(voir ci-dessous « Risque d’eau chargée en polluants » ce qui concerne la vulnérabilité du
milieu récepteur)
Capacité d’absorption mauvaise
La capacité d’absorption hydraulique (aussi appelée « capacité d’infiltration ») d’un sol est un
paramètre clé de la faisabilité d’un projet. Au stade de l'étude de faisabilité on peut se contenter
d'exploiter les archives (cartes, sondages et études antérieures) et d'apprécier la conductivité
hydraulique du sol en fonction de sa nature. Les sols dont la conductivité hydraulique (à
-6
saturation) est supérieure à 10 m/s peuvent, a priori, être envisagés pour un système
d'infiltration. Cette évaluation au niveau de la faisabilité devra bien évidemment être affinée en
phase de conception. Il faudra notamment vérifier ultérieurement que les surfaces d’infiltration
envisagées sont compatibles avec le débit de fuite et le temps de séjour souhaités et surtout
que la capacité d’absorption est bien celle qui a été estimée lors de la faisabilité. Des mesures
in situ en différents points et à la profondeur des futurs ouvrages sont absolument impératives.
-2
Pour une conductivité hydraulique très élevée (en dessous de 10 m/s par exemple) des
précautions s’imposent car elle peut conduire à des transferts de pollution très rapides et peu
maîtrisés. L’avis d’un géologue ou d’un hydrogéologue sera donc utile pour évaluer ce risque.
Notons que l’infiltration peut se faire en surface ou à faible profondeur (noue, tranchée, bassin
peu profond) ou vers des horizons plus profonds à l’aide de puits par exemple.
Risque d’eau chargée en polluants
Les risques de pollution des eaux et des sols dépendent de 3 facteurs : la qualité des eaux de
ruissellement, les performances potentielles des ouvrages de traitement et la vulnérabilité du
milieu récepteur.
La pollution, chronique et accidentelle, peut être appréciée en fonction de la nature des
surfaces drainées (toitures, voiries, parking, etc.) et du mode d'occupation des sols (zone
résidentielle, commerciale, mixte, industrielle ...) ainsi que de la composition des zones
sollicitées.
Les performances épuratoires des ouvrages alternatifs sont liées aux performances de la filière
de gestion qui compose le système. Compte tenu des caractéristiques de la pollution apportées
par les eaux de ruissellement, il est aujourd’hui largement admis que le moyen le plus efficace
de retenir cette pollution est la décantation. Lorsque les techniques d’infiltration drainent des
zones importantes (plusieurs dizaines d’hectares), et en constituent l’exutoire, il est
recommandé de placer des ouvrages de décantation à l’amont pour limiter les quantités de
fines apportées, et donc le colmatage, mais aussi pour limiter les quantités de polluants qui sont
principalement portés par les matières en suspension. Notons qu’il est également admis
aujourd’hui que les séparateurs à hydrocarbures ne sont pas très efficaces pour pré-traiter la
pollution chronique.
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Une nappe constitue une ressource en eau (eau potable, usage industriel, agricole, etc…), et
possède une valeur patrimoniale. L'appréciation de sa vulnérabilité doit prendre en
considération ces deux aspects.
Risque d’eau chargée en fines
Les eaux chargées en fines (terre végétale, résidus d’érosion…) sont les ennemies des
surfaces d’infiltration et peuvent être dommageables pour les ouvrages (colmatage) à moins
que des systèmes de décantation soient prévus en amont. Il faut donc vérifier très tôt la nature
des eaux ruisselées qui seront drainées.
Nappe peu profonde
Le niveau des plus hautes eaux de la nappe est un paramètre important pour plusieurs raisons.
Une nappe peu profonde peut réduire les volumes de stockage, risque d'être très facilement
contaminée par une pollution chronique ou accidentelle (pas de dépollution par le sol),
endommager les ouvrages étanchés par sous-pression qui pourraient être placés en amont.
Une nappe est considérée comme peu profonde si les plus hautes eaux sont à moins de 1,6
mètre du fond de la future structure.
Pas d’exutoire possible
Si les capacités d’infiltration sur place sont insuffisantes, on peut examiner d’autres possibilités
complémentaires pour évacuer les eaux transitant dans l'ouvrage et coupler infiltration et rejet
vers un autre exutoire. Il faut alors examiner si des exutoires complémentaires sont disponibles
ou possibles : réseau d’assainissement, cours d’eau à proximité sur lesquels il est possible de
se connecter.
Portance mauvaise
La portance d’un sol est la capacité d’un sol à supporter une pression. La portance d’un sol
varie selon sa texture, sa structure, de l’hétérogénéité des horizons qui le compose et de son
humidité. Un sol est d’autant plus sensible au tassement qu’il est humide.
Pente du site forte
La pente d’un site conditionne la capacité de rétention d’un ouvrage. Une pente supérieure à
7% (Urbonas & Stahre, 1993) ne permet pas d’envisager des ouvrages d’infiltration.
À Bruxelles, étant donné les horizons géologiques, cette pente est limitée à 2%.
Peu d’espace foncier disponible
Certaines solutions comme les bassins par exemple consomment de la place. Il importe donc
que l'on prenne en compte la disponibilité foncière ou les contraintes de coût engendrées par la
spécialisation de ces surfaces.
Il est cependant toujours intéressant de travailler avec des espaces multi-fonctionnels (terrain
de football, espaces verts et bassin de retenue par exemple). La multi-fonctionnalité, outre une
optimisation des ouvrages ou des aménagements, permet la plupart du temps de garantir un
bon entretien, généralement assuré pour les usages « secondaires » plus que par les fonctions
principales.
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Le tableau ci-dessous synthétise les différentes contraintes d’un site avec lesquelles les techniques alternatives peuvent être compatibles.
Bassin sec
Sol peu
propice
à la
présence
d’eau
Eaux
souterraines
vulnérables
Capacité
d’absorption
mauvaise
+
+
+
+
Bassin en eau
Risque
d’eau
chargée
en
polluants
Risque
d’eau
chargée
en fines
+
+
Nappe
peu
profonde
Pente
du site
forte
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Bande filtrante
Tranchée
d'infiltration
Puits
d'infiltration
Jardin de pluie
+
Revêtement
poreux
+
+
+
+
+
+
+
+
Arbres de pluie
Chaussée
réservoir
Peu
d’espace
foncier
disponible
Portance
mauvaise
Bassin
d'infiltration
Noue / Fossé
Pas
d’exutoire
possible
+
+ : cette technique est compatible avec cette condition du site
(case vide) : cette technique n’est pas compatible avec cette condition du site
Tableau 3 : sélection d'une technique alternative selon les conditions du site
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Une dernière manière de sélectionner une ou plusieurs techniques alternatives est de
considérer leurs potentialités en termes de contribution environnementale. Le tableau cidessous résume ces potentialités pour les différentes techniques.
Alimentation
de la nappe
Alimentation
de la
végétation
Contribution
à une trame
bleue
Contribution
à une trame
verte
Multifonctionnel
+/+/+/+/-
+
+/+
+/-
+/+
+
Bassin sec
Bassin en eau
Bassin d'infiltration
Bande filtrante
Tranchée d'infiltration
Puits d'infiltration
Jardin de pluie
Noue / Fossé
Revêtement poreux
Arbres de pluie
Chaussée réservoir
+/+
+/+
+
+/+/+/+/+/-
+/+
+
+/+/+
+/-
+
+/-
+
+/+/+/-
+
+ : cette technique offre fortement cette potentialité environnementale
+/- : cette technique offre cette potentialité environnementale
(case vide) : cette technique n’offre pas cette potentialité environnementale
Tableau 4 : sélection
environnementales
d'une
technique
alternative
selon
leurs
potentialités
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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eau de pluie OGE00 – Informations générales – mode d’emploi de l’outil
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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eau de pluie OGE01 – La noue
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
[13]
eau de pluie OGE02 – Le bassin sec
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
eau de pluie OGE03 – Le bassin en eau
[14]
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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[15]
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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[16]
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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[17]
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
eau de pluie OGE11 – Caractéristiques du terrain
[18]
Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
eau de pluie OGE12 – Coefficients de ruissellement
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Bruxelles Environnement – Fiche écoconstruction – Fiche informative outil de gestion
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Lille Métropole Communauté urbaine, CETE Nord – Picardie, Agence de l’Eau Artois
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Lyon
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